Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 69
Текст из файла (страница 69)
Анализ канала связи 5.6.2. Добротность приемника Ниже следует объяснение причины частого объединения КНД антенны и температуры системы в единый параметр С/Т'. На заре развития спутниковой связи С„ и Тл' задавались отдельно. Подрядчик, согласившийся с заданными требованиями, желал оставить себе некоторый резерв для удовлетворения каждого требования в отдельности. Даже если пользователя обычно интересовал лишь конечный результат (итоговая строка бюджета), а не явные значения С„или Тл', подрядчик не мог использовать потенциальные компромиссы. В результате получалась переопределенная система, более дорогая, чем необходимо.
Распознание этой переопределенности привело к определению антенны, входного каскада приемника и единого параметра С/Т' (иногда еше называемого чувствительностью приемника), так что теперь могли использоваться рентабельные компромиссы между структурами антенны и приемника. 5.6.3. Принятая изотропиая мощность Еше одной областью переопределения структуры приемника является отдельное задание требуемого Р/Ие (или Е/И,) и С/ приемника. Если Р/И, и СЛ задаются раздельно, подрядчик обязан получать каждое заданное значение. Он должен планировать некоторый резерв по обоим пунктам. Как и при СП, рассмотренном в предыдушем разделе, сушествуют определенные преимушества задания Р/Ил и С/7 в виде одного параметра; этот новый параметр, называемый лриияаой изоаролиой мои(иссюью (тесе)чес1 Ьоггорю ролчег — В1Р), можно записать следующим образом; ИР(дБВт) = — '(дБГц) — — (дБ/К) — к(дБВт/КГц) . Р, С Ио ТО (5.49) При переводе в отношения: ВХР = — ' (5.50) Важно отметить, что Р/И, — это отношение спектральных плотностей сигнала и шума до детектирования, требуемое для получения определенной достоверности передачи при использовании указанной схемы модуляции (обычно в этот параметр включается резерв, учитываюший потери при Реализации детеквора).
Обозначим теоретическое отношение сигнал/шум, необходимое для получения определенной вероятности ошибки Р„как (Р/И,), . Затем можем записать следующее: (5.51) б.б. Пример анализа канала связи 315 дающей антенне (реальный результат) получается передаваемое Е(КР, показанное в п. 4. Подобным образом п. 8 показывает мощность, принятую изотропной антенной (упрошение). В то же время только в и. 11 мы увидим (реальную) принятую мошность сигнала после применения модулей усиления принимающей антенны и потерь на границе охвата, Здесь |.', является потерями реализации и учитывает аппаратные и операционные по- тери в процессе детектирования. Объединяя уравнения (5.50) и (5.51), можем записать следующее: К1Р= 1' — ' (5.52) Задание параметра К1Р позволяет подрядчику, перед которым стоит задача получения определенной вероятности ошибки, оперировать значением одного параметра. Подрядчик может использовать связь Р/И, и 0!7 или Ь;.
При увеличении 6Л производительность детектора может ухудшаться и наоборот. 5.?. Спутниковые ретрансляторы Спутниковые ретрансляторы повторно' передают все получаемые сообщения (с трансляцией на несущей частоте). Регеиератвеиые (цифровые) ретрансляторы перед повторной передачей регенерируют, т.е. демодулируют и восстанавливают цифровую информацию, заложенную в принятый сигнал. Оерегеверативные ретрансляторы только усиливают и повторно передают сообщение. Следовательно, нерегенеративный ретранслятор может использоваться с различными форматами модуляции (одновременно или последовательно без какой-либо коммутации), а регенеративный обычно проектируется для работы только с одним форматом модуляции (или очень малым количеством).
В процессе анализа канала связи лля регенеративного спутникового ретранслятора каналы "земля-спутник" и "спутник-земля" рассматриваются раздельно. Для вычисления обшей вероятности битовой ошибки в канале регенеративного ретранслятора необходимо отдельно определить вероятности появления ошибочного бита в каждом из двух каналов. Пусть Р„и Р,— вероятность появления ошибочного бита в каналах "земля-спутник" (ирйп1г) и "спутник-земля" (Ноичйл(г).
Бит будет безошибочно передан между двумя оконечными наземными устройствами, если в обоих последовательных каналах бит будет передан либо точно, либо с ошибкой. Следовательно, общая вероятность точной передачи бита равна следуюшему: Р.=П вЂ” Р )(1 -Ра)+Р,Ра Общая вероятность появления ошибочного бита равна (5.53) РВ 1 Рс Рм+ ~ О 2РиРВ. (5.54) При малых значениях Р„и Р„общая вероятность ошибки пслучается при простом суммировании вероятностей появления ошибки в отдельных каналах: Рв = Р„+ Рж (5.55) 5.7.1. Нерегенератианые ретрансляторы Глава 5. Анализ канала связи Анализ канала связи для нерегенеративного ретранслятора — зто анализ полнопз "оборота" сигнала (передача на спутник и ретрансляция на наземное оконечное устройство).
Нерегенеративный ретранслятор имеет несколько уникальных особенностей — зто зависимость общего отношения БЫК от БХК канала "земля-спутник" и совместное использование мощности канала "спутник-земля" каждым сигналом и шумом канала "земля- спутник". С этого момента при обращении к ретранслятору или транспондеру будем подразумевать нервгенеративный ретранслятор, и для простоты будем предполагать, что транспондер работает в собственном линейном диапазоне. Возможности спутникового транспонлера ограничены мощностью канала "спутник- земля", мощностью наземного оконечного устройства, которая подается в канал "зсмляспутник", шумом спутника и наземной оконечной станции, а также шириной полосы канала. Как правило, основные ограничения накладывает один из этих параметров, довольно часто — это мощность канала "спутник-земля" или ширина полосы канала.
Важнейшие параметры линейного спутникового канала связи показаны на рис. 5.24. Ретранслятор перелает все сигналы канала "земля-спутник" (или шум, при отсутствии сигнала) без какой-либо обработки, за исключением усиления и трансляции по частоте. Предположим, что в пределах полосы приемника И' существуют множество каналов "земля-спутник" (используемые одновременно) и их разделение производится с помощью метода, известного как множественный доступ с частотным разделением ((гег)цепсудмаоп пш(г(р1е ассом — ГОМА). Технология Н)МА — это метод совместного использования ресурсов связи посредством распределения между пользователями раздельных участков полосы транспоцлера; подробно технология РРМА рассмотрена в главе 11.
Эффективная мощность канала "спутник-земля" Е1КР, является константой, и поскольку мы предполагаем использование линейного транспондера, ЕПР, разделена между множеством сигналов (и шумов) канала "земля-спутник" пропорционально соответствующим уровням входного напряжения. Обвыв усиление всех усилителей линейного тРанспонлеРа = Рнг(рт» н»и4 = лР» Е!ЙР» = Р»аг Спутник Звылл г н «-т' «н~ Другие сигналы Е»ЙР» Р тг Е!ЙР» ао л»тв Ширинаполосы ВИI Ширина полосы = Иг Рис. 5.24. Нерегенеративный спутниковый ретранслятор Передача начинается с наземной станции (ширина полосы < И'), скажем терминала т, причем Е1КР терминала Е(йР„= Єф.
Одновременно на спутник передаются другие сигналы (с других терминалов). Мощность Е1КР с «-го терминала будем далее обозна- 5.7. Спутниковые ретрансляторы чать просто Рь На спутнике мощность общего принятого сигнала равна Р, = 7 А,Р,, где Аз описывает потери распространения в канале "земля-спутник" и КНД спутниковой антенны для /с канала. )У,И' — это мощность шума в канале "земля-спутник", а )У, — общая спектральная плотность мощности шума, возникающего в спутниковом приемнике и излучающей спутниковой антенне.
Общую мощность Е(КР канала "спутник-земля" ЕйсР,= Р,Со, где Р, — мощность на выходе спутникового транспондера, а 0„— КНД передающей антенны спутника, можно выразить следующим образом (14): (5.56) ЕЖРю = Ей(РЯА;Р;+ (Рт — А;Р;) + Ф,И3. Обе части формулы (5.56) выражают общую мощность Е(гсР спутника. Выражение В(А;Р,+ (Рг- А~Р)+ Ф,)У) в правой части является раздробленным пропорциональным распределением ЕП(Р, между различнымй пользователями и шумом канала, так что суммарное значение этого выражения равно 1. Полезность приведенного равенства вскоре станет очевидной. Общее усиление мощности в транспондере можно выразить как ВР,. Поскольку Р, фиксированы, а входные сигналы могут быть различными, (3 = П(Рг+ Ф,И) — это значение коэффициента автоматической регулировки усиления.
Общую мощность сигнала, принятого из канала "земля-спутник", Рг, можно записать как А;Р;+ (Рг- А;Р;), разделив, таким образом, мощность (-го сигнала и мощность остальных сигналов в транспондере. Общую мощность, принятую зцм наземным терминалом с шириной полосы И', можно записать следующим образом: Рв о Е1КРдР(А;Р~ + (Рг — А.Р ) + И~И') + )Уя И' (5.57) Здесь у;=бс/ЬХ учитывает потери в канале "спутник-земля" и КНД принимающей антенны лля /-го наземного терминала. Е)йрд представляет часть мощности ЕЖР„ принятой 7-м наземным терминалом, а (я', — это спектральная плотность мощности шума, созданного н внесенного оборудованием приемной станции.
Уравнение (5.57) описывает саму суть пропорционального разделения в ретрансляторе мощности канала "спутник-земля" между различными пользователями и шумом. Перепишем уравнение (5.57), заменив (3 его эквивалентом П(Рг+ )У,И): (5.58) Для облегчения дальнейших рассуждений запишем уравнение (5.58) словами: мощность 5,(Ш,) равновесная мощность 5(Ш,) + + ' '(,общая мощность (5+ (я)(Ш) общая мощносп, (5+ )У)(Ш,) + мощность шума (И.) +Ф И'- общая мощность (5 + )Ч) ЯЕ) Здесь 5 — мощность сигнала, (У вЂ” мощность шума, а ((11,) — канал "земля-спутник" (ир11п)с), Можно ли из уравнения (5.58) определить важную связь, которая должна сушествовать между пользователями, совместно использующими нерегенеративный транспондер? Пользователи должны взаимодейсшвовашь, не превышая договорные уровни мощности передачи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
